高考物理 核心要点突破系列 第13章 第八节《电容器的电容》课件 新人教版选修31.ppt

第八节电容器的电容 目标概览 重点难点 1 重点 电容的概念 平行板电容器的电容 2 难点 电容器两类问题的分析 学法指导 比较电容的定义式及平行板电容器的公式 抓住变量和非变量 结合电容器的两个公式以及匀强电场的规律解决与电容器相关的两类问题 核心要点突破 课堂互动讲练 随堂达标自测 第八节电容器的电容 基础知识梳理 课时活页训练 基础知识梳理 一 电容器思考 1 电容器带电量越多 电容越大吗 2 电容器的额定电压与击穿电压相等吗 1 电容器 两个彼此 又相距 的导体组成电容器 2 电容器的充电与放电 1 充电 把电容器的一个极板与电池组的正极相连 另一个极板与负极相连 两个极板就分别带上了 这个过程叫做充电 绝缘 很近 等量异种电荷 2 放电 把充电后的电容器的两极板接通 两极板上的电荷 电容器不再带电 这个过程叫做放电 3 电场能 电容器充电过程中由电源获得的 储存在 中 称为电场能 3 电容器的击穿电压和额定电压击穿电压是电容器的极限电压 额定电压是电容器最大正常工作电压 互相中和 能量 电场 思考 提示 1 不对 电容器的电容与电容器本身有关 与带电量和两板间电压无关 2 击穿电压是电容器的极限电压 超过这个电压 电容器内的介质将被击穿 额定电压是电容器长期工作时所能承受的电压 它比击穿电压要低 电容器在不高于额定电压下工作都是安全可靠的 不要误认为电容器只有在额定电压下工作才是正常的 二 电容1 定义 电容器所带的 与电容器两极板间的 的比值 叫做电容器的电容 2 定义式 c 3 单位 法拉 简称法 符号是f 还有微法 f 和皮法 pf 1f 106 f pf 4 物理意义 电容是反映 的物理量 跟电容器是否带电无关 电荷量 电势差 q u 1012 三 平行板电容器的电容1 影响平行板电容器电容的因素 1 s增大 静电计指针的偏角变小 表明u减小 c 2 d减小 静电计指针的偏角变小 表明u减小 c 3 插入电介质 静电计指针的偏角变小 表明u减小 c 增大 增大 增大 特别提示 静电计与验电器结构相似但作用不同 静电计是测电势差 而验电器是检验物体是否带电 2 平行板电容器的电容c跟介电常数 成 跟正对面积s成 跟极板间的距离d成 公式 c 式中的k是静电力常量 正比 正比 反 比 s 4 kd 四 常用电容器1 从结构上看 可分为固定电容器和可变电容器两类 2 常用电容器的电路符号如图13 8 1所示 图13 8 13 电容器上的标称值 电容器上一般都标有电容器的 和 的数值 电容 额定电压 核心要点突破 一 对电容的理解电容是表征电容器容纳电荷本领的物理量 不同的电容器 储存电荷的本领一般不同 人们研究发现 电容器带电时 它的两极板间产生电势差 对任何一个电容器来说 两极板间的电势差随所带电荷量的变化而变化 但电荷量跟电势差的比值是一个恒量 不同的电容器 这个比值一般是不同的 即时应用1 电容器是一种常用的电子元件 对电容器认识正确的是 a 电容器的电容表示其储存电荷的能力b 电容器的电容与它所带的电量成正比c 电容器的电容与它两极板间的电压成正比d 电容的常用单位有 f和pf 1 f 103pf 解析 选a 电容器是一种能储存电荷的仪器 其电容大小只由本身一些因素决定 a对 b c错 单位常用的有f f pf 且1f 106 f 1012pf 故d错误 应选a 三 关于平行板电容器的两类典型问题1 两类问题 1 平行板电容器充电后 继续保持电容器两极板与电源相连接u保持不变 电容器的d s 发生变化 引起c q e的变化 2 平行板电容器充电后 切断与电源的连接 电容器带电量q保持不变 电容器的d s 的变化引起c u e的变化 即时应用2 如图13 8 2所示 先接通s使电容器充电 然后断开s 当增大两极板间距离时 电容器所带电荷量q 电容c 两板间电势差u 电容器两极板间场强e的变化情况是 图13 8 2 a q变小 c不变 u不变 e变小b q变小 c变小 u不变 e不变c q不变 c变小 u变大 e不变d q不变 c变小 u变小 e变小 四 利用电场线定性理解q不变时平行板电容器极板间场强的变化1 保持q d不变 减小正对面积s 如图13 8 3 图13 8 3 可用导线连接的金属外壳 而且这两部分相互绝缘 使用时把它的金属球跟一个导体连接 把它的金属外壳跟另一导体连接 或者把它们同时接地 从指针的偏转角度就可以知道这两个导体间的电势差 2 静电计的原理由q cu可知 由于极板上电量q几乎不变 所以电容器的电容c与电压u成反比 而电压u大小与静电计指针的偏转角度 成正比 即两个导体间的待测电压u通过静电计指针的偏转角度 指示出来 变大 电压u增大 说明c减小 变小 电压u减小 说明c增大 3 验电器是检验带电体带电量多少或是否带电的装置 而静电计是测量电势差的装置 它显示的是分别与金属球和外壳相连的两物体间的电势差 特别提醒电容器充电后两板间有电势差 但不能用电压表测量 当将电压表与电容器相连接时 电容器通过电压表放电 导致板间电势差明显减小 指针很快回到零刻度 课堂互动讲练 电容的概念及电容的定义式 答案 c 思维升华 电容器的电容c由电容器本身决定 与电容器所带电荷量q及两极板间电势差u无关 即使电容器不带电 电容器容纳电荷的本领也不变 其电容仍为c 而电容器所带的电荷量q cu 与其电容c和电势差u均成正比 平行板电容器的两类问题分析 如图13 8 6所示 平行板电容器a板带正电 并与静电计金属球相连 b板接地 静电计指针张开一定角度 以下说法正确的是 图13 8 6 a b板向上移 静电计张角减小b b板向右移 静电计张角减小c 极板间插入玻璃板 静电计张角减小d 使a板放走部分电荷 静电计张角减小 解析 首先要搞清楚电路的结构 明确静电计测量的是电容器两极间的电压 再者是要明确各个选项中是电容器的电压不变还是带电荷量不变 然后根据题设条件运用相应的公式分别进行讨论 确定选项 当b板右移时 极板间距d减小 可知c增大 u减小 静电计的张角变小 选项b正确 极板间插入玻璃板 介电常数 增大 从而电容c增大 u减小 选项c正确 当a板放走部分电荷 极板的带电荷量q减小 而c不变 故u减小 选项d正确 答案 bcd 如图13 8 7是一种通过测量电容器电容的变化 来检测液面高低的仪器原理图 电容器的两个电极分别用导线接到指示器上 指示器可显示电容的大小 下列关于该仪器的说法中正确的有 电容器的应用 图13 8 7 a 该仪器中电容的两个电极分别是芯柱和导电液体b 芯柱外套的绝缘管越厚 该电容器的电容越大c 如果指示器显示出电容增大了 则说明容器中液面升高了d 如果指示器显示出电容减小了 则说明容器中液面升高了 解析 类似于平行板电容器的结构 导线芯和液体构成电容器的两块电极 导线芯的绝缘层就是极间的电介质 其厚度d相当于两平行板间的距离 进入液体深度h相当于两平行板的相对面积 且h越大 则s越大 所以d大时c就小 若c大时就表明h大 正确答案为a c项 答案 ac 思维升华 此题主要考查学生的知识迁移能力 只要理解电容器的本质 将实际应用和平行板电容器模型相联系 此题便迎刃而解 如图13 8 8所示 电路中的电源电压恒定 水平放置的平行板电容器的电容为c 板间距离为d 当s闭